Основные полюса земли. Магнитные полюса Земли — путешествие во времени

Л. Тарасов

Фрагмент из книги: Тарасов Л. В. Земной магнетизм. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2012.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Кромка шельфового ледника, носящего ныне имя Росса.

Маршрут экспедиции Амундсена 1903-1906 годов.

Путь дрейфа Южного магнитного полюса по результатам экспедиций разных лет.

Суточный путь по результатам экспедиции 1994 года, который проходит Южный магнитный полюс в спокойный день (внутренний овал) и в магнитно-активный день (внешний овал). Средняя точка находится в западной части острова Эллеф-Рингнес и имеет координаты 78°18’ с. ш. и 104°00’ з. д. Она сместилась относительно исходной точки Джеймса Росса почти на 1000 км!

Путь дрейфа магнитного полюса в Антарктиде с 1841 по 2000 год. Показаны положения Северного магнитного полюса, установленные в ходе экспедиций в 1841 году (Джеймс Росс), 1909, 1912, 1952, 2000 годах. Чёрными квадратами отмечены некоторые стационарные станции в Антарктиде.

«Наша всеобщая мать Земля - это большой магнит!» - сказал английский физик и врач Уильям Гильберт, живший в XVI веке. Четыреста с лишним лет назад он сделал правильный вывод о том, что Земля представляет собой шарообразный магнит и её магнитные полюса - это точки, где магнитная стрелка ориентируется вертикально. Но Гильберт ошибался, полагая, что магнитные полюса Земли совпадают с её географическими полюсами. Они не совпадают. Более того, если положения географических полюсов неизменны, то положения магнитных полюсов со временем изменяются.

1831 год: первое определение координат магнитного полюса в Северном полушарии

В первой половине XIX века были предприняты первые поиски магнитных полюсов на основе прямых измерений магнитного наклонения на местности. (Магнитное наклонение - угол, на который отклоняется стрелка компаса под действием магнитного поля Земли в вертикальной плоскости. - Ред.)

Английский мореплаватель Джон Росс (1777-1856) отплыл в мае 1829 года на небольшом пароходе «Виктория» от берегов Англии, направляясь к арктическому побережью Канады. Как и многие смельчаки до него, Росс надеялся найти северо-западный морской путь из Европы в Восточную Азию. Но в октябре 1830 года льды сковали «Викторию» у восточной оконечности полуострова, который Росс назвал Землёй Бутия (в честь спонсора экспедиции Феликса Бута).

Зажатая во льдах у побережья Земли Бутия «Виктория» вынуждена была задержаться здесь на зимовку. Помощником капитана в этой экспедиции был молодой племянник Джона Росса Джеймс Кларк Росс (1800-1862). В то время уже стало обычным делом брать с собой в подобные путешествия все необходимые инструменты для магнитных наблюдений, и Джеймс воспользовался этим. На протяжении долгих зимних месяцев он ходил по побережью Бутии с магнитометром и проводил магнитные наблюдения.

Он понимал, что магнитный полюс должен быть где-то поблизости - ведь магнитная стрелка неизменно показывала очень большие наклонения. Нанося на карту измеренные значения, Джеймс Кларк Росс вскоре понял, где следует искать эту уникальную точку с вертикальным направлением магнитного поля. Весной 1831 года он вместе с несколькими членами экипажа «Виктории» прошёл 200 км в сторону западного побережья Бутии и 1 июня 1831 года на мысе Аделаиды с координатами 70°05’ с. ш. и 96°47’ з. д. обнаружил, что магнитное наклонение составило 89°59’. Так впервые были определены координаты магнитного полюса в Северном полушарии - иначе говоря, координаты Южного магнитного полюса.

1841 год: первое определение координат магнитного полюса в Южном полушарии

В 1840 году повзрослевший Джеймс Кларк Росс отправился на судах «Эребус» и «Террор» в своё знаменитое путешествие к магнитному полюсу в Южном полушарии. 27 декабря корабли Росса впервые встретились с айсбергами и уже в новогоднюю ночь 1841 года пересекли Южный полярный круг. Очень скоро «Эребус» и «Террор» оказались перед паковыми льдами, растянувшимися от края до края горизонта. 5 января Росс принял смелое решение идти вперёд, прямо на льды, и углубиться настолько, насколько это окажется возможным. И уже через несколько часов такого штурма корабли неожиданно вышли в более свободное ото льда пространство: паковый лёд сменился разбросанными там и тут отдельными льдинами.

9 января утром Росс неожиданно для себя обнаружил впереди по курсу свободное ото льда море! Таково было его первое открытие в этом путешествии: он открыл море, которое впоследствии было названо его собственным именем, - море Росса. Справа по курсу обнаружилась гористая, покрытая снегом земля, которая вынуждала корабли Росса плыть на юг и которая, казалось, не собиралась кончаться. Плывя вдоль берега, Росс, конечно, не упускал возможности открывать самые южные земли во славу Британского королевства; так была открыта Земля Королевы Виктории. В то же время его беспокоило, что на пути к магнитному полюсу берег может стать непреодолимым препятствием.

Между тем поведение компаса становилось всё более странным. Росс, обладавший богатым опытом магнитометрических измерений, понимал, что до магнитного полюса осталось не более 800 км. Так близко к нему ещё никто не приближался. Вскоре стало ясно, что Росс опасался не зря: магнитный полюс явно находился где-то справа, а берег упорно направлял корабли всё дальше и дальше на юг.

Пока путь был открыт, Росс не сдавался. Ему было важно собрать, по крайней мере, как можно больше магнитометрических данных в разных точках побережья Земли Виктории. 28 января экспедицию ожидал самый удивительный сюрприз за всё время путешествия: на горизонте вырос огромный проснувшийся вулкан. Над ним висело тёмное облако дыма, окрашиваемого огнём, который столбом вырывался из жерла. Этому вулкану Росс дал имя Эребус, а соседнему - потухшему и несколько меньшему - дал имя Террор.

Росс попытался идти ещё дальше на юг, но очень скоро перед его глазами возникла совершенно невообразимая картина: вдоль всего горизонта, куда хватает глаз, простиралась белая полоса, которая по мере приближения к ней становилась всё выше и выше! Когда корабли подошли поближе, стало ясно, что перед ними справа и слева огромная бесконечная ледяная стена 50-метровой высоты, совершенно плоская сверху, без каких-либо трещин на обращённой к морю стороне. Это была кромка шельфового ледника, носящего ныне имя Росса.

В середине февраля 1841 года после 300-километрового плавания вдоль ледяной стены Росс принял решение прекратить дальнейшие попытки найти лазейку. С этого момента впереди оставалась лишь дорога домой.

Экспедицию Росса никак нельзя считать неудачной. Ведь ему удалось измерить магнитное наклонение в очень многих точках вокруг побережья Земли Виктории и установить тем самым положение магнитного полюса с высокой точностью. Росс указал такие координаты магнитного полюса: 75°05’ ю. ш., 154°08’ в. д. Минимальное расстояние, отделявшее корабли его экспедиции от этой точки, составляло всего 250 км. Именно измерения Росса нужно считать первым достоверным определением координат магнитного полюса в Антарктиде (Северного магнитного полюса).

Координаты магнитного полюса в Северном полушарии в 1904 году

Прошло 73 года с момента определения Джеймсом Россом координат магнитного полюса в Северном полушарии, и вот теперь поиск магнитного полюса в этом полушарии предпринял знаменитый норвежский полярный исследователь Руаль Амундсен (1872-1928). Впрочем, поиск магнитного полюса не был единственной целью экспедиции Амундсена. Главной целью было открытие северо-западного морского пути из Атлантического океана в Тихий. И он достиг этой цели - совершил в 1903-1906 годах плавание из Осло, мимо берегов Гренландии и Северной Канады до Аляски на небольшом промысловом судне «Йоа».

Впоследствии Амундсен писал: «Я хотел, чтобы моя детская мечта о северо-западном морском пути соединилась в этой экспедиции с другой, гораздо более важной научной целью: нахождением нынешнего местоположения магнитного полюса».

Он подошёл к этой научной задаче со всей серьёзностью и тщательно подготовился к её выполнению: изучал теорию геомагнетизма у ведущих специалистов Германии; там же приобрёл магнитометрические приборы. Практикуясь в работе с ними, Амундсен летом 1902 года объездил всю Норвегию.

К началу первой зимы своего путешествия, в 1903 году, Амундсен достиг острова Кинг-Уильям, который находился совсем недалеко от магнитного полюса. Магнитное наклонение здесь составляло 89°24’.

Решив провести зимовку на острове, Амундсен одновременно создал здесь настоящую геомагнитную обсерваторию, которая выполняла непрерывные наблюдения в течение многих месяцев.

Весна 1904 года была посвящена наблюдениям «в поле» с целью определения координат полюса настолько точно, насколько это было возможно. Амундсен достиг успеха и обнаружил, что положение магнитного полюса заметно сместилось к северу по отношению к той точке, в которой его нашла экспедиция Джеймса Росса. Оказалось, что с 1831 по 1904 год магнитный полюс переместился на 46 км к северу.

Забегая вперёд, заметим, что есть данные о том, что за этот 73-летний период магнитный полюс не просто немного переехал на север, а скорее описал небольшую петлю. Где-то к 1850 году он сначала прекратил своё движение с северо-запада на юго-восток и лишь потом начал новое путешествие на север, продолжающееся и сегодня.

Дрейф магнитного полюса в Северном полушарии с 1831 по 1994 год

В следующий раз местоположение магнитного полюса в Северном полушарии было определено в 1948 году. Многомесячная экспедиция в канадские фьорды не понадобилась: ведь теперь до места можно было добраться всего за несколько часов - по воздуху. На этот раз магнитный полюс в Северном полушарии был обнаружен на берегу озера Аллен на острове Принца Уэльского. Максимальное наклонение составляло здесь 89°56’. Оказалось, что со времён Амундсена, то есть с 1904 года, полюс «уехал» к северу на целых 400 км.

С тех пор точное местоположение магнитного полюса в Северном полушарии (Южного магнитного полюса) определялось канадскими магнитологами регулярно с периодичностью около 10 лет. Последующие экспедиции состоялись в 1962, 1973, 1984, 1994 годах.

Неподалёку от точки пребывания магнитного полюса в 1962 году, на острове Корнуоллис, в местечке Резолют-Бей (74°42’ с. ш., 94°54’ з. д.), была построена геомагнитная обсерватория. В наше время путешествие на Южный магнитный полюс - это всего лишь достаточно короткая прогулка на вертолёте от Резолют-Бей. Неудивительно, что с развитием средств сообщения в XX столетии этот удалённый городок на севере Канады всё чаще и чаще стали посещать туристы.

Обратим внимание на то, что, говоря о магнитных полюсах Земли, мы на самом деле говорим о неких усреднённых точках. Ещё со времени экспедиции Амундсена стало ясно, что даже на протяжении одних суток магнитный полюс не стоит на месте, а совершает небольшие «прогулки» вокруг некоторой средней точки.

Причина таких перемещений, конечно, Солнце. Потоки заряженных частиц от нашего светила (солнечный ветер) входят в магнитосферу Земли и порождают в земной ионосфере электрические токи. Те, в свою очередь, порождают вторичные магнитные поля, которые возмущают геомагнитное поле. В результате этих возмущений магнитные полюса и вынуждены совершать свои ежесуточные прогулки. Их амплитуда и скорость, естественно, зависят от силы возмущений.

Маршрут таких прогулок близок к эллипсу, причём полюс в Северном полушарии совершает обход по часовой стрелке, а в Южном полушарии - против. Последний даже в дни магнитных бурь уходит от средней точки не более чем на 30 км. Полюс же в Северном полушарии в такие дни может уйти от средней точки на 60-70 км. В спокойные дни размеры суточных эллипсов для обоих полюсов существенно сокращаются.

Дрейф магнитного полюса в Южном полушарии с 1841 по 2000 год

Следует отметить, что исторически с измерением координат магнитного полюса в Южном полушарии (Северного магнитного полюса) дело всегда обстояло достаточно сложно. Во многом виновата его труднодоступность. Если от Резолют-Бей до магнитного полюса в Северном полушарии можно добраться на маленьком аэроплане или вертолёте за несколько часов, то от южной оконечности Новой Зеландии до побережья Антарктиды надо лететь более 2000 км над океаном. А после этого нужно проводить исследования в тяжёлых условиях ледового континента. Чтобы должным образом оценить труднодоступность Северного магнитного полюса, вернёмся в самое начало XX столетия.

Довольно долго после Джеймса Росса никто не осмеливался в поисках Северного магнитного полюса уходить в глубь Земли Виктории. Первыми это сделали члены экспедиции английского полярного исследователя Эрнеста Генри Шеклтона (1874-1922) во время его путешествия в 1907-1909 годах на старом китобойном судне «Нимрод».

16 января 1908 года судно вошло в море Росса. Слишком толстые паковые льды у побережья Земли Виктории долго не давали возможности найти подход к берегу. Лишь 12 февраля удалось перенести на берег необходимые вещи и магнитометрическое оборудование, после чего «Нимрод» взял курс обратно на Новую Зеландию.

Оставшимся на берегу полярникам потребовалось несколько недель, чтобы соорудить более или менее приемлемые жилища. Пятнадцать смельчаков учились есть, спать, общаться, работать и вообще жить в невероятно тяжёлых условиях. Впереди была долгая полярная зима. Всю зиму (в Южном полушарии она наступает одновременно с нашим летом) члены экспедиции занимались научными исследованиями: метеорологией, геологией, измерением атмосферного электричества, изучением моря через трещины во льду и самих льдов. Конечно, к весне люди уже оказались достаточно вымотанными, хотя главные цели экспедиции были ещё впереди.

29 октября 1908 года одна группа во главе с самим Шеклтоном отправилась в запланированную экспедицию к Южному географическому полюсу. Правда, экспедиция так и не смогла до него дойти. 9 января 1909 года всего в 180 км от Южного географического полюса ради спасения голодных и измученных людей Шеклтон принимает решение оставить флаг экспедиции здесь и повернуть группу обратно.

Вторая группа полярников во главе с австралийским геологом Эджвортом Дэвидом (1858-1934) независимо от группы Шеклтона отправилась в путешествие к магнитному полюсу. Их было трое: Дэвид, Моусон и Маккей. В отличие от первой группы они не имели опыта полярных исследований. Выйдя 25 сентября, они уже к началу ноября выбились из графика и из-за перерасхода пищи вынуждены были сесть на строгий паёк. Антарктида преподавала им суровые уроки. Голодные и обессиленные, они проваливались почти в каждую расселину во льду.

11 декабря едва не погиб Моусон. Он провалился в одну из бесчисленных расселин, и только надёжная верёвка спасла жизнь исследователю. Несколько дней спустя в расселину провалились 300-килограммовые сани, едва не утянувшие за собой трёх обессилевших от голода людей. К 24 декабря серьёзно ухудшилось состояние здоровья полярников, они страдали одновременно и от обморожения, и от солнечных ожогов; у Маккея к тому же развилась снежная слепота.

Но 15 января 1909 года они всё-таки достигли своей цели. Компас Моусона показал отклонение магнитного поля от вертикали всего в пределах 15’. Оставив почти всю поклажу на месте, они одним броском в 40 км достигли магнитного полюса. Магнитный полюс в Южном полушарии Земли (Северный магнитный полюс) был покорён. Водрузив на полюсе британский флаг и сфотографировавшись, путешественники трижды прокричали «ура!» королю Эдуарду VII и объявили эту землю собственностью британской короны.

Теперь им предстояло только одно - остаться в живых. По расчётам полярников, для того, чтобы поспеть к отходу «Нимрода» 1 февраля, они должны были проходить по 17 миль в сутки. Но они всё равно опоздали на четыре дня. К счастью, «Нимрод» сам задержался. Так что вскоре трое отважных исследователей наслаждались горячим ужином на борту корабля.

Итак, Дэвид, Моусон и Маккей были первыми людьми, ступившими на магнитный полюс в Южном полушарии, который в тот день оказался в точке с координатами 72°25’ ю. ш., 155°16’ в. д. (в 300 км от точки, измеренной в своё время Россом).

Понятно, что ни о какой-либо серьёзной измерительной работе здесь даже не было и речи. Вертикальное наклонение поля было зафиксировано лишь однажды, и это послужило сигналом не к дальнейшим измерениям, а лишь к скорейшему возвращению на берег, где экспедицию ожидали тёплые каюты «Нимрода». Такую работу по определению координат магнитного полюса нельзя даже близко сравнить с работой геофизиков в арктической Канаде, по нескольку дней ведущих магнитные съёмки из нескольких точек, окружающих полюс.

Однако последняя экспедиция (экспедиция 2000 года) была проведена на достаточно высоком уровне. Поскольку Северный магнитный полюс уже давно сошёл с материка и находился в океане, эта экспедиция проводилась на специально оборудованном судне.

Измерения показали, что в декабре 2000 года Северный магнитный полюс находился напротив побережья Земли Адели в точке с координатами 64°40’ ю. ш. и 138°07’ в. д.

Информация о книгах Издательского дома «Интеллект» - на сайте www.id-intellect.ru

Рис. 12. Магнитные полюсы Земли. Южный магнитный полюс (ЮМП) находится в Северном ледовитом океане. Северный магнитный полюс (СМП) дрейфует в Индийском океане.

1. Дрейф магнитных полюсов Земли

В канун нового 2013 года (28 декабря) в России на орбиту Земли выведен спутник для изучения магнитного поля Земли. Замечательно! Для нормальной навигации транспортных средств необходимо мониторить магнитное поле Земли, т.к. магнитные полюсы постоянно перемещаются. Что заставляет их менять свою дислокацию – об этом данная статья.

Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами.

Впервые южный магнитный полюс (ЮМП) был открыт в 1831 году на севере Канады английским полярным исследователем Джоном Расселом. А его племянник Джеймс Росс, спустя 10 лет достиг северного магнитного полюса (СМП) Земли, находившегося в то время, в Антарктиде.

Наблюдения показывают, что магнитные полюсы постоянно находятся в движении, не задерживаясь ни на секунду в определенной точке поверхности Земли. Даже в течение суток они успевают совершить маленькое путешествие по эллиптическому пути вокруг мнимого центра дислокации, притом, постоянно мигрируя в некотором направлении пространства, достигая в годовом дрейфе до десятка километров .

Почему перемещаются магнитные полюсы Земли и возникают аномалии напряженности магнитного поля Земли? К примеру, за последние 100 лет северный магнитный полюс, который географически находится на юге, переместился почти на 900 км и сейчас «плавает» далеко в Индийском океане на расстоянии 2857 км от южного географического полюса (рис.12).

Прежде чем ответить на вопрос о дрейфе магнитных полюсов необходимо заняться логическим построением. В предыдущей статье « » был выявлен источник генерации магнитного поля. Этим источником является магма, текущая в определенном русле, я ее назвал «мантийная река» (данным термином буду пользоваться и дальше, но уже без кавычек). Мантийная река является тем глобальным проводником, по которому течет электрический ток, который естественным образом индуцирует глобальное магнитное поле Земли. Если русло этой реки поворачивает, натыкаясь на преграду, то соответствующим образом и смещается магнитное поле, а с ним меняют свою дислокацию точки входа и выхода этого поля, иначе – магнитные полюсы.

Что может подвинуть русло мантийной реки? Очевидно, это связано с тем, что земная кора что сверху, что снизу имеет форму далеко не идеального шара. В чем и убеждаемся при виде гор и океанов, находясь на ее внешней оболочке. Такая же примерно картина наблюдается и на границе с мантией, с нижней стороны земной коры. Могу предположить, что горы там тоже высокие и могут оказаться гораздо выше, чем на поверхности коры, обозреваемой нами визуально. Причем по вершинам этих гор течет океан текучей, тягучей, горячей магмы, которая постоянно шлифует эти вершины, сглаживая и закругляя в одних местах, а в других, наращивая их. Вот эти горы, вершинами вниз постоянно смещают русло мантийной реки и ее магнитный экватор.

Горообразование в мантии идет более интенсивно, чем на поверхности коры. Все дело в количестве материала пригодного для строительства. Условия для горообразования благоприятны и зависят от вязкости, текучести магмы и окружающей температуры. Горячая магма под действием конвективных потоков поднимается из центральных областей вверх. Достигнув подошвы литосферы (с греч. означает «каменная оболочка») магма охлаждается. Часть ее остывает и опускается в нижние слои с более высокой температурой, а часть присоединяется к коре, уже в виде твердой, остывшей лавы, а еще одна часть срывает, расплавляет некоторые участки поверхности коры. Понятно, что эти процессы идут непрерывно под действием разности давлений и температур.

Горообразование, что снизу, что сверху земной коры, связано и с вулканической деятельностью. Как указывает источник , на дне Тихого океана обнаружен огромный вулкан, один из самых больших в Солнечной системе. Вулкан является частью возвышенности Шатского, расположен на расстоянии около 1,6 тыс. км к востоку от Японии, получивший название Таму Массиф (Tamu Massif). Он имеет купольную форму из застывшей лавы, которая была выброшена около 144 млн. лет назад на высоту 3,5 км (сообщает Phys.org). Вулкан занимает площадь 310 тыс. кв. км, что сравнимо с площадью Британии и Ирландии. Не сомневаюсь, что подобные горы находятся и под земной корой.

Кроме подземных гор русло мантийной реки сдвигают, так называемые плюмы (мощные восходящие горячие потоки магмы). Движение магмы в плюмах идет быстрее, чем скорость течения мантийной реки, поэтому они добавляют температуру и возмущающее действие на окружающую магму, что приводит к аномальным потокам и смещению магнитного экватора.

По аномально дрейфующим магнитным полюсам Земли можно судить, что течение мантийной реки идет не точно по параллелям, поэтому магнитный экватор не совпадает с географическим экватором.

Магма течет на восток что похоже на течение огромной реки, которая извивается в своем русле, но генеральное направление не меняет. Встречая непреодолимые препятствия, мантийная река меняет направление, все как на поверхности Земли. Характерный пример, река Волга, наткнувшись в среднем течении на Жигулевские, а затем на Соколиные горы, делает излучину на восток (Самарская лука), а затем снова возвращается к своему генеральному южному направлению, в итоге длина ее русла увеличилась на 200 км (у туристов - Жигулевская кругосветка).

Это к тому, что течение магмы имеет динамический характер, а ее русло, проложенное под корой, постоянно меняется, как по ширине, так и по глубине, соответственно, меняется положение магнитного экватора. Вот по этой причине магнитные полюса Земли смещаются и дрейфуют, причем довольно быстро. В 2009 году скорость движения ЮМП в северном полушарии составила рекордные 64 километра в год! Весьма урожайный год. В данный период полюс смещается в северо-западном направлении, увеличивая широту, со скоростью около 10 км в год, отдаляясь от Канады. Это тоже довольно большая скорость. В это же время СМП все дальше отдаляется от Антарктиды.

Анализируя относительно синхронное смещение магнитных полюсов южного (северо-запад), а северного (север) в одном направлении, можно с уверенностью сказать, что дрейф магнитных полюсов Земли жестко связан с изменением русла течения магмы. А это лишнее подтверждение того, что магнитное поле Земли индуцируется электрическим током, протекающим в верхней мантии, по ее границе с корой. Перпендикулярное направление магнитного поля указывает, куда направлено русло магмы. Генеральное направление ее, если смотреть от нулевого меридиана, в восточном направлении – на северо-восток, а в западном – на юго-запад под углом в 13,4 o к экватору.

Учитывая вышесказанное, можно утверждать – идет постоянный круговорот вещества в мантии. За счет этого поддерживается температурный баланс в недрах Земли.

Конвективные потоки перемешивают магму, но они возникают не только из-за температурного градиента, но и из-за разности давлений, возникающих под разными полушариями, о чем было сказано в предыдущих статьях.

2. Магнитный экватор

Рис. 13. На середину 2012 года магнитная ось в центре Земли отклонена от оси вращения на расстояние 1545 км.

Для того чтобы выяснить направление русла мантийной реки необходимо найти магнитный экватор, а заодно и вычислить расстояние отклонения магнитной оси от центра Земли. Для этого необходимо знать координаты магнитных полюсов и проделать графические построения (рис. 13 ).

Координаты магнитных полюсов имеются, данные 2012 года: южный магнитный полюс – 85 o 54′00 с. ш., 147 o 00′00 з. д.; северный магнитный полюс – 64 o 24′00 ю. ш., 137 o 06′00 з. д. .

Для начала совместим ось вращения Земли и СМП (в южном полушарии) с плоскостью чертежа. Соединим в пространстве земного шара прямой линий оба магнитных полюса и получим магнитную ось планеты SN (синяя линия). После измерения выясняется, что магнитная ось отклонена от оси вращения на угол 13,4 градуса!

В данной проекции ЮМП очень близко подходит к северному географическому полюсу, поэтому, чтобы не усложнять графические и математические вычисления, все дальнейшие построения проведу в одной плоскости. В данном случае заложенная погрешность вполне допустима т.к. (ЮМП) продолжает приближаться к северному географическому полюсу.

Продолжим построение. Через центр Земли построим плоскость (в проекции линию) перпендикулярную магнитной оси LM. Пересечение данной линии с магнитной осью укажет на центр магнитного экватора. На этой плоскости нарисуем круг. Радиус этого круга – кратчайшее расстояние от центра до поверхности шара (коры). Эта точка на поверхности Земли находится на расстоянии 130 км к югу-востоку от острова Гуам архипелага Марианских островов, весьма примечательное место, известное всем, как самая глубокая часть мирового океана – Марианская впадина. Через эту точку пройдет линия магнитного экватора с наклонением к экватору под углом 13,4 o . На рисунке 14 показан магнитный экватор условно, проходящий по поверхности земного шара.

Построение показывает, что магнитный экватор замкнут в земном шаре. Противоположная точка от острова Гуам находится в глубине Земли, примерно в 2640 км от Южной Америки. Можно предположить, что в данном районе мантийная река течет на указанной глубине, поэтому так не симметрично ее магнитное поле. Вот откуда пониженная напряженность Бразильской аномалии, но об этом поговорим в следующей публикации.

Перигелий магнитного экватора находится на 135-м меридиане восточной долготы, удален от экватора на 1472 км (измерения по поверхности земного шара) и находится к югу от Мариинских островов, афелий (условно) на 45 меридиане з. д. в Южной Америке, провинция Баия (Бразилия).

Данные координаты показывают, как смещается русло мантийной реки и куда смещена магнитная ось, а по ее положению можно судить, где находится ее фарватер в пространстве земного шара.

Расстояние между магнитными полюсами по поверхности Земли составляет 17 000 км и они, в настоящее время, продолжают сближаться. Приведенные данные говорят, что магнитная ось не проходит через центр ядра и смещена относительно его в восточном направлении. С помощью треугольников ONA и OAB, и тригонометрических функций найдем длину катета ОА, соответствующего расстоянию отклонения магнитной оси от центра ядра планеты. Проведенные расчеты дают цифру удаления магнитной оси на расстояние 1545 км!

Огромная цифра, более полутора тысяч километров отклонения магнитной оси от центра ядра, говорит только об одном – нужно забыть о магнитном "динамо" ядра, которое, якобы генерирует магнитное поле Земли.

Магнитные полюсы постоянно дрейфуют, и хотя они не связаны жестко с географическими полюсами, и могут удалиться на значительные расстояния, но никогда не встанут в перпендикулярной к ним плоскости. Это означает только одно, что они связаны с вращением Земли. (Об этом серьезно поговорим далее в статье об инверсии магнитных полюсов).

Добавлю еще один аргумент в пользу моей гипотезы о генерации магнитного поля, протекающими электрическими токами под корой и почему магнитные полюса близки к оси вращения, и почему они не возникли на противоположных сторонах экватора? Это происходит по одной причине - у планет есть . Благодаря мощной солнечной радиации в экваториальной части и высокой радиальной скорости происходит перемещение магмы. Магматические течения создают электрический ток, с помощью которого индуцируется магнитное поле Земли и других планет. Магнитные полюсы могут возникнуть только там, где им предписывает магнитная индукция, т.е. на севере и юге, близко к географическим полюсам.

Магнитная рокировка естественным путем никогда не произойдет, этому воспрепятствует стабильное вращение Земли вокруг своей оси плюс солнечное радиационное излучение, об этом также читаем в следующих статьях.

Я в корне не могу согласиться с известным геофизиком А. Городницким, который утверждает, что магнитные полюсы стоят на месте, а литосферные плиты вращаются вокруг них. Если принять точку зрения признанного ученого, тогда расстояние между магнитными полюсами не должно меняться, а магнитная ось должна проходить через центр ядра. В этом случае должны дрейфовать географические полюса, но они достаточно жестко связаны с корой и с ее вращением вокруг оси. Кроме того ось вращения не меняет своего положения в пространстве, вращаясь вокруг Солнца.

В заключение, остался открытым вопрос о суточном эллиптическом вращении магнитных полюсов.

Какая сила заставляет магнитные полюсы смещаться в течение такого короткого промежутка? На мой взгляд, здесь все банально – это приливные силы Луны и Солнца. Растягивая противоположные районы земного шара в плоскости, не совпадающей с магнитным экватором, происходит небольшое смещение мантийной реки. Причем, растяжение не симметрично из-за несимметричности Земли. Вот по этой причине магнитные полюсы прецессируют по эллипсу в течение суток.

Есть еще одна составляющая, и пожалуй главная в этом процессе, которая заставляет магнитные полюсы совершать эллиптические и круговые вращения – это разное количество проводников тока на дневном и ночном полушарии, что создает «мерцание» (магнитоэлектрическую неустойчивость) магнитного поля. (Об этом более подробно поговорим в статье: «Смена магнитных полюсов»).

Земное магнитное поле не обладает дипольной симметрией. Кроме того, имеется множество локальных магнитных полей со своими полюсами, причем в огромном количестве. Например, источник указывает: «Современные наиболее продвинутые модели земного магнетизма оперируют аж 168 полюсами ». Насколько это достоверно, возможно их еще больше.

В заключение небольшой прогноз. ЮМП не соединится с географическим и не дойдет до России, скорей всего полюс приблизится к Аляске. СМП будет постепенно возвращаться в Антарктиду, делая небольшую петлю на запад. Объяснение данного прогноза будет дано в статье «Аномалии магнитного поля».

Рис. 14. Магнитный экватор условно, проходящий по поверхности земного шара.

Полярные регионы Земли – самые суровые места на нашей планете.

Веками люди пытались ценою жизни и здоровья добраться и изучить Северный и Южный полярный круг.

Так что же мы узнали о двух противоположных полюсах Земли?

1. Где находится Северный и Южный полюс: 4 типа полюсов

На самом деле существует 4 типа Северного полюса с точки зрения науки:

Северный магнитный полюс – точка на земной поверхности, на которую направлены магнитные компасы

Северный географический полюс – расположенный непосредственно над географической осью Земли

Северный геомагнитный полюс – связан с магнитной осью Земли

Северный полюс недоступности – самая северная точка в Cеверном Ледовитом океане и самая дальняя от земли со всех сторон

Аналогично было установлено 4 типа Южного полюса:

Южный магнитный полюс - точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено вверх

Южный географический полюс - точка, расположенная над географической осью вращения Земли

Южный геомагнитный полюс- связан с магнитной осью Земли в южном полушарии

Южный полюс недоступности - точка в Антарктиде, наиболее удалённая от побережья Южного океана.

Кроме того есть церемониальный южный полюс – область предназначенная для фотосъемок на станции Амундсен-Скотт. Она расположена в нескольких метрах от географического южного полюса, но так как ледниковый покров все время движется, отметка сдвигается каждый год на 10 метров.

2. Географический Северный и Южный полюс: океан против континента

Северный полюс - это, по сути, замерзший океан, окруженный континентами. В отличие от него Южный полюс - это континент, окруженный океанами.

Кроме Северного Ледовитого океана, Арктический регион (Северный полюс) включает в себя часть Канады, Гренландию, Россию, США, Исландию, Норвегию, Швецию и Финляндию.

Самая южная точка земли – Антарктида является пятым самым большим континентом, площадью 14 миллионов кВ. км, 98 процентов которой покрыто ледниками. Она окружена южной частью Тихого океана, южной частью Атлантического океана и Индийским океаном.

Географические координаты Северного полюса: 90 градусов северной широты.

Географические координаты Южного полюса: 90 градусов южной широты.

Все линии долготы сходятся у обоих полюсов.

3. Южный полюс холоднее Северного полюса

Южный полюс гораздо холоднее Северного полюса. Температура в Антарктиде (Южный полюс) настолько низкая, что в некоторых местах этого континента снег никогда не тает.

Средняя годовая температура в этой области составляет -58 градусов по Цельсию зимой, а самая высокая температура была зафиксирована здесь в 2011 году и составила -12,3 градуса по Цельсию.

В отличие от него, средняя годовая температура в Арктическом регионе (Северный полюс) составляет – 43 градуса по Цельсию зимой и около 0 градусов летом.

Существует несколько причин, почему Южный полюс холоднее Северного. Так как Антарктида – это огромная суша, она получает мало тепла из океана. В отличие от нее, лед в Арктическом регионе относительно тонкий и под ним находится целый океан, который смягчает температуру. Кроме того Антарктида находится на возвышении на высоте 2,3 км и воздух тут холоднее, чем в Северном Ледовитом океане, который находится на уровне моря.

4. На полюсах нет времени

Время определяется долготой. Так, например, когда Солнце находится прямо над нами, местное время показывает полдень. Однако на полюсах все линии долготы пересекаются, а Солнце встает и садится только раз в году в дни равноденствия.

По этой причине, ученые и исследователи на полюсах используют время любого часового пояса, которое им больше нравится. Как правило, они ориентируются на среднее время по Гринвичу или часовому поясу страны, из которой они прибыли.

Ученые на станции Амундсен-Скотт в Антарктиде могут сделать быструю пробежку вокруг света, пройдя 24 часовых пояса за несколько минут.

5. Животные Северного и Южного полюса

У многих людей сложилось ошибочное мнение, будто полярные медведи и пингвины находятся в одной среде обитания.

На самом деле, пингвины живут только в южном полушарии – в Антарктиде, где у них нет естественных врагов. Если бы полярные медведи и пингвины обитали в одной области, полярные медведи не беспокоились бы об источнике пропитания.

Среди морских животных Южного полюса есть киты, морские свиньи и тюлени.

Белые медведи в свою очередь являются самыми крупными хищниками в северном полушарии. Они живут в северной части Северного Ледовитого океана и питаются тюленями, моржами и иногда даже выброшенными на берег китами.

Кроме того, на Северном полюсе обитают такие животные, как северные олени, лемминги, лисицы, волки, а также морские животные: белуги, косатки, морские выдры, нерпы, моржи и более 400 известных видов рыб.

6. Ничейная земля

Несмотря на то, что на Южном полюсе в Антарктиде можно увидеть множество флагов разных стран, это единственное место на земле, которое никому не принадлежит, и где нет коренного населения.

Здесь действует договор об Антарктиде, согласно которому территория и ее ресурсы должны быть использованы исключительно в мирных и научных целях. Ученые, исследователи и геологи – единственные люди, которые время от времени ступают на землю Антарктиды.

Напротив, на Северном полярном круге живет больше 4 миллионов людей на Аляске, в Канаде, Гренландии, Скандинавии и России.

7. Полярная ночь и полярный день

Полюса Земли – это уникальные места, где наблюдается самый длинный день, который длится 178 суток, и самая длинная ночь, которая длится 187 суток.

На полюсах наблюдается только один восход и один закат Солнца в год. На Северном полюсе Солнце начинает подниматься в марте в день весеннего равноденствия и опускается в сентябре в день осеннего равноденствия. На Южном полюсе наоборот, восход - во время осеннего равноденствия, а закат - в день весеннего равноденствия.

Летом Солнце здесь всегда над горизонтом, и Южной полюс получает солнечный свет круглосуточно. Зимой Солнце ниже горизонта, когда наблюдается круглосуточная темнота.

8. Покорители Северного и Южного полюса

Многие путешественники пытались добраться до полюсов Земли, потеряв свои жизни на пути к этим крайним точкам нашей планеты.

Кто первым достиг Северного полюса?

Было несколько экспедиций к Северному полюсу, начиная с 18-го века. Существуют разногласия по поводу того, кто первым достиг Северного полюса. В 1908 году американский путешественник Фредерик Кук стал первым, кто заявил о том, что добрался до Северного полюса. Но его соотечественник Роберт Пири опроверг это заявление, и 6 апреля 1909 года он официально стал считаться первым покорителем Северного полюса.

Первый перелет через Северного полюса: норвежский путешественник Руаль Амундсен и Умберто Нобиле 12 мая 1926 года на дирижабле "Норвегия"

Первая подводная лодка на Северном полюсе: атомная подводная лодка "Nautilus" 3 августа 1956 года

Первое путешествие на Северный полюс в одиночку: японец Наоми Уэмура, 29 апреля 1978 года, проехав 725 км на собачьих упряжках за 57 дней

Первая экспедиция на лыжах: экспедиция Дмитрия Шпаро, 31 мая 1979 года. Участники прошли 1500 км за 77 дней.

Первым переплыл Северный полюс: Льюис Гордон Пью преодолел 1 км в воде температурой -2 градуса по Цельсию в июле 2007 года.

Кто первым достиг Южного полюса?

Первыми покорителями Южного полюса стали норвежский путешественник Руаль Амундсен и британский исследователь Роберт Скотт, в честь которых была названа первая станция на Южном полюсе – станция Амундсен-Скотт. Обе команды пошли разным путем и достигли Южного полюса с разницей в несколько недель, первым был Амундсен 14 декабря 1911 года, а затем Р.Скотт 17 января 1912 года.

Первый перелет через Южный полюс: американец Ричард Бэрд, в 1928 году

Первыми пересекли Антарктиду без использования животных и механического транспорта: Арвид Фукс и Рейнольд Мейснер, 30 декабря 1989 года

9. Северный и Южный магнитный полюс Земли

Магнитные полюса Земли связывают с магнитным полем Земли. Они находятся на севере и юге, но не совпадают с географическими полюсами, так как магнитное поле нашей планеты меняется. В отличие от географических, магнитные полюса смещаются.

Северный магнитный полюс не находится точно в Арктическом регионе, а смещается к востоку со скоростью 10-40 км в год, так как на магнитное поле влияют подземные расплавленные металлы и заряженные частицы от Солнца. Южный магнитный полюс пока находится в Антарктиде, но он также смещается к западу со скоростью 10-15 км в год.

Некоторые ученые считают, что в один день может произойти смена магнитных полюсов, и это может привести к разрушению Земли. Однако смена магнитных полюсов уже происходила, сотни раз за последние 3 миллиарда лет, и это не привело к каким-то страшным последствиям.

10. Таяние льда на полюсах

Лед в Арктике в области Северного полюса, как правило, тает летом и снова замерзают зимой. Однако за последние годы, ледяная шапка стала таять очень быстрыми темпами.

Многие исследователи считают, что уже к концу века, а может и через несколько десятилетий, Арктическая зона останется безо льда.

С другой стороны в Антарктическом регионе на Южном полюсе содержится 90 процентов всего мирового льда. Толщина льда в Антарктиде составляет в среднем 2,1 км. Если бы весь лед Антарктиды растаял, уровень моря во всем мире поднялся бы на 61 метр.

К счастью в ближайшем будущем такое не произойдет.

Несколько занимательных фактов о Северном и Южном полюсе:

1. На станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе существует ежегодная традиция. После того, как последний самолет с продовольствием улетает, исследователи смотрят два фильма ужасов: фильм "Нечто" (об инопланетном существе, которое убивает жителей полярной станции в Антарктиде) и фильм "Сияние" (о писателе, который находится в пустой отдаленной гостинице зимой)

2. Птица полярная крачка каждый год совершает рекордный перелет из Арктики в Антарктиду, пролетая больше 70 000 км.

3. Остров Каффеклуббен - небольшой островок на севере Гренландии считается участком земли, который находится ближе всего к Северному полюсу в 707 км от него.

У нашей планеты есть магнитное поле, которое можно наблюдать, например, с помощью компаса. Оно в основном образуется в очень горячем расплавленном ядре планеты и, вероятно, имелось большую часть времени существования Земли. Поле представляет собой диполь, т. е. у него есть один северный и один южный магнитный полюс.

В них стрелка компаса будет указывать прямо вниз или вверх, соответственно. Это похоже на поле магнита на холодильник. Однако геомагнитное поле Земли претерпевает множество небольших изменений, что делает аналогию несостоятельной. В любом случае, можно сказать, что в настоящее время есть два полюса, наблюдаемые на поверхности планеты: один в северном полушарии и один в южном.

Инверсией геомагнитного поля называется процесс, при котором южный магнитный полюс превращается в северный, а тот, в свою очередь, становится южным. Интересно отметить, что магнитное поле может иногда подвергаться экскурсии, а не развороту. В этом случае оно претерпевает большое снижение его общей силы, то есть силы, которая перемещает стрелку компаса.

Во время экскурсии поле не меняет своего направления, а восстанавливается с той же полярностью, то есть север остается севером и юг югом.

Как часто происходит смена полюсов Земли?

Как свидетельствует геологическая летопись, магнитное поле нашей планеты меняло полярность много раз. В этом можно убедиться по закономерностям, обнаруженным в вулканических породах, особенно извлеченных со дна океана. За последние 10 млн лет в среднем происходило 4 или 5 разворотов в миллион лет.

В другие моменты истории нашей планеты, например, во время мелового периода, были более длительные периоды смены полюсов Земли. Их невозможно предсказать, и они не носят регулярный характер. Поэтому можно говорить только о среднем интервале инверсии.

Разворачивается ли магнитное поле Земли в настоящее время? Как это проверить?

Измерения геомагнитных характеристик нашей планеты проводились более или менее постоянно с 1840 года. Некоторые измерения даже датированы XVI веком, например, в Гринвиче (Лондон). Если посмотреть на тенденции изменения силы магнитного поля за этот период, то можно увидеть ее снижение.

Проецирование данных вперед во времени дает нулевой дипольный момент через примерно 1500–1600 лет. Это является одной из причин того, почему некоторые считают, что поле может находиться на ранних стадиях инверсии. Из исследований намагниченности минералов в древних глиняных горшках известно, что во времена Древнего Рима оно было в два раза сильнее, чем сейчас.

Тем не менее, текущая сила поля не является особо низкой с точки зрения диапазона ее значений за последние 50 000 лет, а с момента, когда произошла последняя смена полюсов Земли, прошло почти 800 000 лет. Кроме того, принимая во внимание сказанное ранее об экскурсии, и зная о свойствах математических моделей, далеко не ясно, можно ли экстраполировать данные наблюдений на 1500 лет.

Как быстро происходит инверсия полюсов?

Полная запись истории хотя бы одного разворота отсутствует, поэтому все утверждения, которые можно сделать, в основном базируются на математических моделях и частично на ограниченных доказательствах, полученных из горных пород, которые сохранили отпечаток древнего магнитного поля со времени их формирования.

Например, расчеты дают основание предположить, что полная смена полюсов Земли может занять от одной до нескольких тысяч лет. Это быстро по геологическим меркам, но медленно в масштабе человеческой жизни.

Что происходит во время разворота? Что мы видим на поверхности Земли?

Как уже было сказано выше, у нас имеются ограниченные данные геологических измерений о закономерностях изменения поля во время инверсии. Основываясь на моделях, рассчитанных на суперкомпьютерах, можно было бы ожидать гораздо более сложной структуры на поверхности планеты, при которой имеется не один южный и один северный магнитный полюс.

Землю ожидает их «странствие» от своего нынешнего положения по направлению к экватору и через него. Общая напряженность поля в любой точке планеты может составить не более одной десятой ее значения в настоящее время.

Опасность для навигации

Без магнитного щита современные технологии будут больше подвержены риску воздействия солнечных бурь. Наиболее уязвимыми являются спутники. Они не рассчитаны выдерживать солнечные штормы в отсутствие магнитного поля. Так что, если спутники GPS прекратят работу, то все самолеты будут посажены на землю.

Конечно, в самолетах в качестве резервного средства есть компасы, но они, безусловно, не будут точными во время магнитного сдвига полюсов. Таким образом, даже самой возможности выхода из строя спутников GPS будет достаточно, чтобы посадить самолеты – в противном случае они могут потерять навигацию в ходе полета. Суда столкнутся с теми же проблемами.

Озоновый слой

Ожидается, что во время инверсии магнитного поля Земли озоновый слой полностью исчезнет (и снова появится после этого). Крупные солнечные бури во время разворота могут вызвать истощение озонового слоя. Количество заболеваний раком кожи возрастет в 3 раза. Воздействие на все живые существа трудно предсказать, но также может иметь катастрофические последствия.

Смена магнитных полюсов Земли: последствия для энергосистем

В одном исследовании массивные солнечные бури были названы вероятной причиной полярной инверсии. В другом - виновником этого события станет глобальное потепление, а оно может быть вызвано повышенной активностью Солнца.

Во время разворота зашиты магнитного поля не будет, и если произойдет солнечная буря, ситуация ухудшится еще больше. Жизнь на нашей планете не будет затронута в целом, и общества, которые не зависят от технологии, также будут в полном порядке. Но Земля будущего ужасно пострадает, если разворот произойдет быстро.

Электрические сети перестанут функционировать (их может вывести их из строя большая солнечная буря, а инверсия повлияет намного больше). При отсутствии электричества не будет водоснабжения и канализации, заправочные станции перестанут работать, остановятся поставки продовольствия.

Работоспособность аварийных служб окажется под вопросом, и они не смогут на что-то влиять. Погибнут миллионы, а миллиарды столкнутся с большими трудностями. Только те, кто заранее запасся пищей и водой, смогут справиться с ситуацией.

Опасность космического излучения

Наше геомагнитное поле отвечает за блокирование примерно 50% космических лучей. Поэтому при его отсутствии уровень космического излучения удвоится. Несмотря на то, что это приведет к увеличению мутаций, летальных последствий это иметь не будет. С другой стороны, одной из возможных причин сдвига полюсов является увеличение солнечной активности.

Это может привести к увеличению числа заряженных частиц, достигающих нашей планеты. В таком случае Земля будущего подвергнется большой опасности.

Сохранится ли жизнь на нашей планете?

Природные катастрофы, катаклизмы маловероятны. Геомагнитное поле находится в области пространства, называемой магнитосферой, формируемой действием солнечного ветра.

Магнитосфера отклоняет не все высокоэнергетические частицы, которые излучает Солнце с солнечным ветром и другие источники в Галактике. Иногда наше светило особенно активно, например, когда на нем много пятен, и оно может посылать облака частиц в направлении Земли.

Во время таких солнечных вспышек и корональных выбросов массы, космонавтам на околоземной орбите, возможно, потребуется дополнительная защита, чтобы избежать более высоких доз радиации.

Поэтому мы знаем, что магнитное поле нашей планеты обеспечивает лишь частичную, а не полную защиту от космического излучения. Кроме того, высокоэнергетические частицы могут даже ускоряться в магнитосфере. На поверхности Земли атмосфера действует как дополнительный защитный слой, останавливающий все, кроме наиболее активного солнечного и галактического излучения.

При отсутствии магнитного поля атмосфера будет по-прежнему поглощать большую часть излучения. Воздушная оболочка защищает нас так же эффективно, как слой бетона толщиной 4 м.

Человеческие существа и их предки жили на Земле в течение нескольких миллионов лет, за которые произошло немало инверсий, и нет никакой очевидной корреляции между ними и развитием человечества. Точно так же время разворотов не совпадает с периодами вымирания видов, о чем свидетельствует геологическая история.

Некоторые животные, такие как голуби и киты, используют геомагнитное поле для навигации. Предполагая, что разворот занимает несколько тысяч лет, то есть длится многие поколения каждого вида, тогда эти животные могут хорошо адаптироваться к изменяющейся магнитной среде или развить другие методы навигации.

О магнитном поле

Источником магнитного поля является богатое железом жидкое внешнее ядро ​​Земли. Оно совершает сложные движения, являющиеся результатом конвекции тепла глубоко внутри ядра и вращения планеты. Движение жидкости непрерывно и никогда не останавливается, даже во время разворота.

Оно может прекратиться только после исчерпания источника энергии. Тепло производится частично из-за преобразования жидкого ядра в твердое, расположенного в центре Земли. Этот процесс совершается непрерывно в течение миллиардов лет. В верхней части ядра, которая расположена в 3000 км ниже уровня поверхности под скалистой мантией, жидкость может перемещаться в горизонтальном направлении со скоростью десятков километров в год.

Ее движение поперек существующих силовых линий производит электрические токи, а они, в свою очередь, генерируют магнитное поле. Этот процесс носит название адвекции. Для того, чтобы сбалансировать рост поля, и тем самым стабилизировать т. н. «геодинамо», необходима диффузия, при которой происходит «утечка» поля из ядра и его разрушение.

В конечном счете, поток жидкости создает сложную картину магнитного поля на поверхности Земли со сложным изменением во времени.

Компьютерные расчеты

Моделирование геодинамо на суперкомпьютерах продемонстрировало сложный характер поля и его поведения с течением времени. Расчеты также показали инверсию полярности, когда происходит смена полюсов Земли. В таких симуляциях сила основного диполя ослабевает до 10% от нормального значения (но не до нуля), а существующие полюса могут странствовать по всему земному шару совместно с другими временными северными и южными полюсами.

Твердое железное внутреннее ядро ​​нашей планеты в этих моделях играет важную роль в управлении процессом разворота. Из-за своего твердого состояния оно ​​не может генерировать магнитное поле адвекцией, но любое поле, которое образуется в жидкости внешнего ядра может диффундировать, или распространяться во внутреннее. Адвекция во внешнем ядре, кажется, регулярно пытается инвертировать.

Но пока поле, запертое во внутреннем ядре, ​​сначала не диффундирует, реальная смена магнитных полюсов Земли не произойдет. По существу, внутреннее ядро ​​сопротивляется диффузии любого «нового» поля и, возможно, только одна из каждых десяти попыток такого разворота является успешной.

Магнитные аномалии

Следует подчеркнуть, что, хотя эти результаты и являются увлекательными сами по себе, неизвестно, можно ли их отнести к реальной Земле. Тем не менее, у нас есть математические модели магнитного поля нашей планеты за последние 400 лет с ранними данными, основанными на наблюдениях моряков торгового и военно-морского флота.

Их экстраполяция на внутреннюю структуру земного шара показывает рост с течением времени областей обратного потока на границе ядра и мантии. В этих точках стрелка компаса ориентирована, по сравнению с прилегающими районами, в противоположном направлении – внутрь или из ядра.

Эти участки с обратным потоком в южной части Атлантического океана в первую очередь несут ответственность за ослабление главного поля. Они также отвечают за минимальную напряженность, называемую Бразильской магнитной аномалией, центр которой расположен под Южной Америкой.

В этой области частицы с высокими энергиями могут приблизиться к Земле более близко, вызывая повышенный радиационный риск для спутников на низкой околоземной орбите. Предстоит еще многое сделать для большего понимания свойств глубинного строения нашей планеты.

Это мир, где значения давления и температуры аналогичны параметрам поверхности Солнца, и наше научное понимание достигает своего предела.

На Земле есть два северных полюса (географический и магнитный), оба из которых находятся в Арктическом регионе.

Географический Северный полюс

Самая крайняя северная точка на поверхности Земли - это географический Северный полюс, также известный как Истинный Север. Он расположен на 90º северной широты, но не имеет конкретной линии долготы, поскольку все меридианы сходятся на полюсах. Ось Земли соединяет северный и , и является условной линией, вокруг которой вращается наша планета.

Географический Северный полюс находится примерно в 725 км (450 милях) к северу от Гренландии, в середине Северного Ледовитого океана, глубина которого в этой точке составляет 4087 метров. Большую часть времени Северный полюс покрывает морской лед, но в последнее время вода была замечена вокруг точного расположения полюса.

Все точки являются южными! Если вы стоите на Северном полюсе, все точки расположены к югу от вас (восток и запад не имеют значения на Северном полюсе). В то время как полный оборот Земли происходит за 24 часа, скорость вращения планеты уменьшается по мере удаления от , где она составляет около 1670 км в час, а на Северном полюсе, вращение практически отсутствует.

Линии долготы (меридианы), которые определяют наши часовые пояса, настолько близки к Северному полюсу, что временные зоны здесь не имеют смысла. Таким образом, Арктический регион использует стандарт UTC (скоординированное всеобщее время) для определения местного времени.

Из-за наклона земной оси Северный полюс испытывает шесть месяцев круглосуточного дневного света с 21 марта по 21 сентября и шесть месяцев темноты с 21 сентября по 21 марта.

Магнитный Северный полюс

Расположенный приблизительно в 400 км (250 милях) к югу от истинного Северного полюса, и по состоянию на 2017 год находится в пределах 86,5° северной широты и 172,6° западной долготы.

Это место не фиксировано и постоянно движется, даже на ежедневной основе. Магнитный Северный полюс Земли является центром магнитного поля планеты и точкой на которую указывают обычные магнитные компасы. Компас также подвержен магнитному склонению, которое является результатом изменения магнитного поля Земли.

Из-за постоянных сдвигов магнитного Северного полюса и магнитного поля планеты, при использовании магнитного компаса для навигации, необходимо понимать разницу между магнитным севером и истинным севером.

Магнитный полюс был впервые определен в 1831 году, в сотнях километрах от современного местоположения. Канадская национальная геомагнитная программа контролирует движение магнитного Северного полюса.

Магнитный Северный полюс движется постоянно. Каждый день происходит эллиптическое движение магнитного полюса примерно на 80 км от его центральной точки. В среднем он перемещается примерно на 55-60 км каждый год.

Кто первым достиг Северного полюса?

Роберт Пири, его партнер Мэтью Хенсон и четверо инуитов, считаются первыми людьми, которые достигли географического Северного полюса 9 апреля 1909 года (хотя многие предполагают, что они пропустили точный Северный полюс на несколько километров).
В 1958 году ядерная подводная лодка Соединенных Штатов Наутилус была первым судном, пересекшим Северный полюс. Сегодня над Северным полюсом летают десятки самолетов, осуществляющие перелеты между континентами.